炼化生产迅猛发展。2007年企业资产总额达到了274亿元，生产经营情况良好。全年加工原油401万吨，生产乙烯23.9万吨，年销售收入241亿元，利润10亿元，上交税费10亿元。公司全面完成KPI指标，29项经济技术指标中，24项进入中国石油前三名，5项排名第一。
中国和哈萨克斯坦进行能源合作，中哈输油管道末站定在独山子，为独山子的大发展提供了机遇。中国石油天然气集团公司决定投资300亿元，在独山子建设专门加工哈国原油的千万吨炼油百万吨乙烯工程。2005年2月7日此工程项目获国家批准。2005年8月22日正式奠基。经过四年的紧张施工，2009年9月21日，千万吨炼油百万吨乙烯工程项目全面建成投产。
22万吨/年乙烯的改扩建
独山子22万吨/年乙烯改扩建工程，经过六年艰辛努力，最终获得批准建设。
1995年，独山子14万吨/年乙烯工程建成后，为进一步形成规模效益，独山子石化领导层就立意扩大乙烯规模。
1996年，独山子石化总厂成立了乙烯改扩建指挥部，并着手筹划乙烯改扩建工作。但由于当时国内化工产品市场不景气，许多化工类企业出现亏损，致使乙烯改扩建工作处于困难境地。几年间，指挥部多次向上级申请，一直未能获批。
1999年底，石化公司成立后，再次重组乙烯扩建指挥部，继续坚定不移地进行乙烯改扩建申请，一次不行两次，两次不行三次，毅力使人佩服，精神使人感动，乙烯改扩建的批复终于有了结果。
2000年10月20日，国务院批复了由国家计委上报的《独山子22万吨/年乙烯改建可行性研究报告》。2001年2月，股份公司据此正式批准了22万吨/年的规模。此前，股份公司曾决定先将规模扩至18万吨/年，待化工市场好转后，再扩建至22万吨/年，并且按此计划已着手18万吨/年设计。当国务院正式批准后，马上改为按22万吨/年设计。
六载艰辛，终成正果。
2001年4月，22万吨/年乙烯改扩建初步设计完成。承担本次改扩建设计的单位是中国成达化学工程公司、中国寰球化学工程公司、独山子石化设计院。
施工前的准备，设备是关键。为使乙烯改扩建所需的国内、国外设备尽快到货，有关各方都竭尽了全力。
供应处负责国内订货、催货。为了不误乙烯改扩建施工，他们使出了浑身解数。派出多人到全国各地供货厂家，坐阵催交，每天和厂家人员一起上班、加班，遇到问题，协助解决，直到把货物一件件发往独山子才放下心。
同样是催货，外事办负责的是国外进口设备。此次乙烯改扩建共签订了81份涉外合同，比当年乙烯建设时的涉外合同还多几倍。涉及美国、日本、英国、德国、意大利等十几个国家。由于时间差的关系，许多合同的催促落实都是在晚上进行。进口设备的图纸资料重达几吨，为使技术资料与货物同时到达，催货人员费尽了心思。
环环相扣，扣扣相连，接报检办公室负责进口货物的接运、转关、报关及海关人员到独山子开箱查验等工作。为使货物顺利运抵工地，他们随时与铁路、公路部门沟通，保证了150批次5800多吨货物安全进厂。
2001年6月1日，由中油一公司负责施工的聚丙烯装置改扩建项目率先动工，紧接着其它项目相继开工。
22万吨/年乙烯改扩建工程包括：乙烯装置由14万吨扩能到22万吨；聚乙烯由12万吨扩能到20万吨；聚丙烯由7万吨扩能到14万吨；顺丁橡胶由2万吨扩能到3万吨。在本次扩建中还同时引进多项新技术。全部工程分为10个单项工程，再细分为33个单位工程。工程总投资10.5亿元。工程施工由中油一公司、中油吉林化建公司、洛阳石化一公司、独山子炼建公司等单位承担。
本次改扩建与当年乙烯建设的施工条件大不相同，是在乙烯厂正常生产环境下进行，施工区域狭小且大部分是一级防火区域，施工条件十分苛刻。施工人员以高度的责任感，克服各种困难，夜以继日地施工。
8月，徐福贵、付德新同志发出“大干六十天”的号召，要求独山子所有部门都要尽全力保乙烯改扩建，工程建设快速推进。到11月份，主要设备基础、地下管网、主体厂房基本完工。
时间进入冬季，往常的冬闲变成了冬忙，各参战单位忙于构件的预制，忙于室内的安装。乙烯厂各车间则忙于人员的技术培训。
2002年春天的脚步刚到，乙烯改扩建工程立即全面铺开。参战单位连续奋战，节假日不休息，千方百计保工期。乙烯改扩建项目经理部及公司、总厂相关部门亲临现场，全力配合。为保乙烯扩建施工，独山子方方面面的力量都被动员了起来。
7月初大修开始后，乙烯改扩建施工与大修同步进行，现场交叉作业，协调工作频繁。广大参战人员吃住在现场，饭后紧接着就工作，现场到处一片繁忙景象，施工进入白热化。
9月初，各工程项目全面实现中间交接。扩建施工历时15个月基本完成。据指挥部统计，在15个月的施工中，共挖填土石方265万立方，浇筑混凝土1.36万立方，建筑厂房1.26万平方米，安装各种设备5413台，钢结构5859吨，安装管线113千米，铺设电缆236千米。
2002年9月10日10时，扩建后的乙烯装置开始投料试车，9月12日17时，乙烯装置顺利生产出合格乙烯。18日，聚乙烯装置生产出合格聚乙烯。21日，聚丙烯装置生产出合格聚丙烯。同日，顺丁橡胶装置生产出合格顺丁橡胶。至此，投产试车全部成功。
乙烯成功实现改扩建，不单单是一次“量”上的增加，更是一次“质”的飞跃。它是一次增加技术含量、增加产品牌号、提高产品质量的技术改造。改扩建后乙烯厂可生产六大类120多个牌号的产品，同时可以大幅度降低物耗、能耗和生产成本。乙烯的改扩建提高了经济效益，增加了乙烯厂的盈利能力。2002年投料试车，2003年便使乙烯厂扭亏为盈，实现利润2.1亿元，2004年利润增加到9.27亿元，2005年达到12.2亿元，超过炼油利润，一跃成为石化公司的盈利骨干。
乙烯成功地实现改扩建，又一次展示了独山子人自强不息的精神和自身过硬的实力，又一次树立了独山子的良好外部形象，为独山子凝聚了必备的“人气”，为争取更大的发展奠定了基础。
炼油工艺的第二次革命
早在上世纪90年代，独山子人就对馏分油加氢裂化项目有了想法，最初曾设想建120万吨的装置，后又改为100万吨、80万吨。由于当时正在申报乙烯工程，本项目的申报暂被搁置。
独山子人以锲而不舍的勇气和毅力，不断争取。2000年6月，独山子石化公司正式向中国石油天然气股份公司呈报了《60万吨/年馏分油加氢裂化项目建议书》，2002年7月16日，该项目终于获得中国石油天然气股份公司批准。
项目获批之后，独山子石化公司立即开始进行施工建设准备。项目设计委托洛阳设计院负责。该项目在设计中大胆采用国内外先进技术，以确保工艺先进。在设备选型方面，对关键设备坚持从国外引进，对常规通用设备全部采用国产。在施工队伍选择上，实行施工招投标，力求选择最好的施工单位。招标时，采用施工投资包死的办法，以控制总投资额不被突破。馏分油加氢裂化工程总投资为5亿元。工程包括60万吨/年馏分油加氢裂化装置、5000立方/小时重整氢提纯装置、1.5万标方/小时甲醇装置改制氢、循环水、系统配套等五个方面内容。
2003年4月11日，60万吨/年馏分油加氢裂化工程在二催化旁的空地上破土动工。承担此工程施工的单位有：中国石油第一建设公司、中国化学工程第七建设公司、江苏苏中建设集团、中国石油吉林化建公司等。由于时间紧、工期短，本项目是在边设计、边订货、边施工的情况下进行的。为减少对施工的影响，施工单位制订了科学周密的网络计划，以超前的思维进行了精心安排。参战人员加班加点，日夜奋战。项目部人员吃住在工地，与施工单位通力合作。由于各方人员齐心协力，从而使各项施工任务都按点完成。
2004年7月6日，重达410吨的核心设备1001反应器就位。8月28日，馏分油加氢装置中交。从破土动工到全面中交，有效施工期仅13个月，创下了国内同类装置建设施工周期最短的纪录。
从2004年8月28日开始，馏分油加氢裂化装置进入开工阶段；10月15日11时，反应器开始进馏分油；到10月16日23时，一次性生产出合格产品。从投料到产出合格产品只用了36个小时，又创下了国内同类装置开工的最好水平。这充分体现了独山子人的整体实力和联合作战能力。
如果说独山子70年代建的分子筛提升管催化裂化是独山子炼油工艺第一次革命的话，本次建设的馏分油加氢裂化则是独山子炼油工艺的第二次革命。馏分油加氢裂化装置是完善600万吨炼油配套的关键装置。它的建成，从根本上解决了高硫、高酸、重质原油的加工问题；大幅度增加了航煤、芳烃、轻质油和高档润滑油等高附加值产品的产量；消除了生产清洁燃料的“瓶颈”，优化了乙烯装置原料；实现了炼油工艺从“量”变到“质”变的一次飞跃。
600万吨炼油能力的进一步配套
尽管1995年9月第Ⅲ套常减压蒸馏装置建成投产使炼油厂原油一次加工能力达到了600万吨，但由于后续加工不配套，制约了加工能力的发挥。为此，1996年后，石化总厂先后建成Ⅱ套糠醛、Ⅱ套白土、Ⅱ套酮苯、芳烃抽提等配套装置。2000年石化公司成立后，又进一步对600万吨炼油进行配套完善，除前文所述的馏分油加氢装置外，还新建和改造了以下装置。
石蜡加氢装置
炼油厂1997年建成的石蜡白土精制装置，只能生产普通石蜡产品，而市场上高档精品蜡十分走俏，且价格远高于普通石蜡。为此，石化公司决定再建一套石蜡加氢装置，用于生产高附加值的精品蜡。
2001年5月，独山子石化设计院完成了5万吨/年石蜡加氢的初步设计。当年9月1日由独山子炼建公司开工建设。由于装置施工期与乙烯改扩建施工期重合，人员不足，建设进度受到影响，该车间操作人员深度介入施工，全程进行配合，从而保证了工期。2002年8月8日，装置竣工中交。9月24日15时，开始投料试车，9月25日零时生产出了合格产品。
石蜡加氢装置的建成，提高了石蜡资源的利用率，优化了产品结构，生产出了食品级石蜡、食品包装蜡、医药工业用蜡、微晶蜡等优质高档产品，填补了新疆高档石蜡市场的空白，同时也提高了炼厂的经济效益。
气体脱硫及硫磺回收装置
1997年炼油厂开始掺炼哈国含硫原油以后，炼厂干气中的硫化氢、二氧化硫显著增加，严重腐蚀设备。同时，干气排空燃烧，一则污染大气，二则浪费了硫资源。为此，石化公司决定建设气体脱硫及硫磺回收装置。
2002年4月28日，10万吨/年气体脱硫及3000吨/年硫磺回收装置在炼油厂火炬旁动工兴建。本装置由独山子石化设计院设计，独山子炼建公司承担施工。工程总投资1000万元。经过8个月的紧张施工，当年12月20日实现中交。
2003年4月5日，气体脱硫及硫磺回收装置开始开工，4月8日点火烘炉，4月13日引进干气，4月14日气体脱硫装置转入正常，4月23日硫磺回收装置生产出了合格产品。
该装置的建成投产，不但减小了设备腐蚀，消除了硫对大气的污染，而且变废为宝。每年生产出大量的硫磺投放供不应求的硫磺市场，为企业增加了显著的经济效益。
酮苯脱蜡装置改造
炼油厂Ⅰ套酮苯脱蜡装置，因建成较早（1981年），其工艺为单一脱蜡工艺。后来（1997年）建的Ⅱ套酮苯脱蜡，则改为较先进的脱蜡——脱油联合工艺，效果较好。所以，2001年对Ⅰ套酮苯进行技术改造，也将其改为脱蜡——脱油工艺。改造投资2000万元，由独山子炼建公司承建，2001年7月开始动土。8月20日装置停工，改造全面展开。10月15日改造完成。装置改建后，不仅可对馏分油进行脱蜡，还可对蜡膏进行脱油。
芳烃抽提装置B系列扩能改造
为提高芳烃加工能力，2002年6月开始动工，新建13万吨/年芳烃抽提B系列装置。由七化建、江苏大公队等施工单位承建，重整芳烃车间予以配合，到10月份竣工投产。此项扩能改造完成后，对于平衡乙烯裂解汽油，提高苯、甲苯和二甲苯的产量起到了重要作用。
气体分馏改造工程
炼油厂气体分馏装置原处理能力为12万吨，1998年扩建到16万吨。2004年再次进行扩建，将处理量扩大到20万吨，项目投资2100万元，建设施工是在2004年大修期间进行的。从2004年6月开工，由七化建等单位承担施工，催化车间全力配合，到7月23日完工投产。气体分馏装置扩能改造后，增加了装置的处理能力，提高了产品（丙烯）的质量。